声卡数据采集
【论文摘要】利用声卡 DSP 技术和 LabVIEW 多线程技术,提出了一种基于声卡的数据采集与分析的廉价
方案,具有实现简单、界面友好、性能稳定可靠等诸多优点。在 LabVIEW 环境中实现了音频信号的采集
分析及数据存盘重载。 PC 上配置多块声卡即可构成实时、高信噪比的多通道数据采集系统。可以推广到语
音识别、环境噪声监测和实验室测量等多种领域,应用前景广阔。
目前市售的数据采集卡都包含了完整的数据采集电路和与计算机的接口电路, 但其价格与性
能基本成正比,一般比较昂贵。随着 DSP(数字信号处理 )技术走向成熟, PC 声卡本身就成
为一个优秀的数据采集系统,它同时具有 A/D 和 D/A 转换功能,不仅价格低廉,而且兼容
性好、性能稳定、灵活通用,软件特别是驱动程序升级方便。 ISA 总线向 PCI 总线的过渡,
解决了以往声卡与系统交换数据的瓶颈问题,同时也充分发挥了 DSP 芯片的性能。而且声
卡用 DMA( 直接内存读取 )方式传送数据, 极大地降低了 CPU 占用率。一般声卡 16 位的 A/D
转换精度, 比通常 12 位 A/D 卡的精度高, 对于许多工程测量和科学实验来说都是足够高的,
其价格却比后者便宜得多。
如果利用声卡作为数据采集设备, 可以组成一个低成本高性能的数据采集与分析系统。 当然,
它只适合采集音频域的信号,即输入信号频率必须处于 20~20000Hz 的音频范围内。如果需
要处理直流或缓变信号,则需要其他技术的配合。
1 LabVIEW 简介
LabVIEW 是美国 NI 公司具有革命性的图形化虚拟仪器开发环境, 是业界领先的测试、 测量
和控制系统的开发工具。它内置信号采集、测量分析与数据显示功能,集开发、调试、运行
于一体,不仅提供了几乎所有经典的信号处理函数和大量现代的高级信号分析工具,而且
LabVIEW 虚拟仪器程序 (Virtual Instrument ,简称 VI) 可以非常容易的与各种数据采集硬件、
以太网系统无缝集成, 与各种主流的现场总线通信以及与大多数通用数据库链接。 “软件就
是仪器 ”反映了其虚拟仪器技术的本质特征 [1] 。
LabVIEW 7.0 版本推出了 Express 技术,简化了测试测量应用系统的开发进程,其灵活的交
互式 VI 易与各种范围的 I/O 信号连接,用户只需点击鼠标配置应用系统,即可完成搭建工
作并开始运行。 通过简单地修改 Express VI 的配置, 可以快速反复地修改应用程序以适应新
的测试测量需求。
2 声卡工作原理及性能指标